2015功能性氨基酸改善母猪繁殖性能研究与应用

1、功能性氨基酸改善母猪繁殖性能的研究与应用,曾祥芳 谯仕彦,2015年11月13日 上海,主要内容,精氨酸 氮氨甲酰谷氨酸 谷氨酰胺 支链氨基酸 蛋氨酸 脯氨酸,与发达国家相比，我国母猪的繁殖效率相距甚远,受精卵,窝产仔数,2013年丹麦平均窝活产活仔数已经超过15头,中国,如何通过营养调控提高母猪繁殖性能？,妊娠母猪尿囊液和羊水中含有丰富的氨基酸,Wu GY, Biology of Reproduction. 1996.,早期胚胎表达大量氨基酸转运载体,Lon J., Biology of Reproduction. 2001.,谷氨酰胺,精氨酸,支链氨基酸,含硫氨基酸,精氨酸,精氨酸参与调控

2、妊娠早期大鼠子宫内膜NOS的表达，改善早期胚胎着床，提高早期胚胎成活率,Zeng XF, et al. Journal of Nutrition. 2008,此后在鼠上的研究进一步揭示了精氨酸促进早期胚胎着床与PI3K/Akt/mTOR/NO通路相关,*注射渥曼青霉素和雷帕霉素，未发现着床胚胎，即使精氨酸处理组也不能逆转这种趋势,Zeng XF, et al. Reproduction. 2013,子宫内注射NOS抑制剂L-NAME,子宫内注射ODC抑制剂DFMO,155头经产长白母猪 初始体重196.04 3.92 kg，初始背膘14.91 0.19 mm,妊娠早期(0-30d)不同阶段添加

3、L-精氨酸 HCL对经产母猪繁殖性能的影响,Jie L, et al. Journal of Animal Science. 2015,妊娠早期(0-30d)不同阶段添加L-精氨酸 HCl可以改善经产母猪繁殖性能,Jie L, et al. Journal of Animal Science. 2015,日粮添加L-精氨酸 HCl对母猪血浆中NO（A）、iNOS（B）、尿素（C）、血氨（D）及VEGF（E）浓度的影响,注：日粮处理：T1=妊娠1-30天饲喂丙氨酸；T2=妊娠1-14天饲喂L-精氨酸盐酸盐；T3=妊娠15-30天饲喂L-精氨酸盐酸盐；T4=妊娠1-30天饲喂L-精氨酸盐酸盐。（A

4、）处理时间(P = 0.010)；（B）处理时间(P = 0.013)。,NO,iNOS,Jie L, et al. Journal of Animal Science. 2015,日粮添加L-精氨酸 HCl对母猪血浆中NO（A）、iNOS（B）、尿素（C）、血氨（D）及VEGF（E）浓度的影响,尿素,血氨,注：日粮处理：T1=妊娠1-30天饲喂丙氨酸；T2=妊娠1-14天饲喂L-精氨酸盐酸盐；T3=妊娠15-30天饲喂L-精氨酸盐酸盐；T4=妊娠1-30天饲喂L-精氨酸盐酸盐。 （C）处理时间(P = 0.179)；（D）处理时间(P 0.069)。,Jie L, et al. Journa

5、l of Animal Science. 2015,日粮添加L-精氨酸 HCl对母猪血浆中NO（A）、iNOS（B）、尿素（C）、血氨（D）及VEGF（E）浓度的影响,注：日粮处理：T1=妊娠1-30天饲喂丙氨酸；T2=妊娠1-14天饲喂L-精氨酸盐酸盐；T3=妊娠15-30天饲喂L-精氨酸盐酸盐；T4=妊娠1-30天饲喂L-精氨酸盐酸盐。 （E）处理时间（P = 0.622）同一时间点，不同上标表示差异显著（P 0.05）。,VEGF,Jie L, et al. Journal of Animal Science. 2015,添加L-精氨酸 HCl对母猪血浆ADC和AGMAT浓度的影响,Ji

6、e L, et al. Journal of Animal Science. 2015,日粮添加L-精氨酸 HCl对母猪血浆中多胺的影响,Jie L, et al. Journal of Animal Science. 2015,母猪妊娠日粮中添加1%L-精氨酸 HCl可以上调机体免疫球蛋白的表达,Chen L, et al. Czech Journal of Animal Science. 2013,IgM,IgG,Arg 90：妊娠1-90天饲喂1% L-精氨酸 HCl,Arg114：妊娠1-114天饲喂1% L-精氨酸 HCl,所有试验母猪均肌肉注射PRRSV疫苗,母猪妊娠日粮中添加1%

7、L-精氨酸 HCl可以上调母猪PRRSV（繁殖呼吸道综合症）抗体,PRRSV 抗体,Arg 90：妊娠1-90天饲喂1%L-精氨酸 HCl,Arg114：妊娠1-114天饲喂1%L-精氨酸 HCl,所有试验母猪均肌肉注射PRRSV疫苗,Chen L, et al. Czech Journal of Animal Science. 2013,精氨酸可以通过PI3K/Akt/mTOR/NO通路参与调控子宫内膜NOS的表达，改善早期胚胎着床，提高早期胚胎成活率 精氨酸是合成多胺的前体物质，对DNA、蛋白质合成、血管生成具有重要作用 精氨酸参与合成一氧化氮，主要调节胎盘与胎儿之间的血液循环，增强母体向

8、胎儿输送营养物质 精氨酸可以增强母猪的免疫力（如：提高感染PRRSV妊娠母猪的抵抗力）,精氨酸小结,以精氨酸盐酸的形式供给人或动物 氯离子对动物和人健康的影响 影响肠道色基酸、赖氨酸及组氨酸的吸收 精氨酸在体内的半衰期短 因此，迫切需要找到一些精氨酸的可替代物,因此，研究者一直在努力探寻精氨酸的可替代物,精氨酸应用存在问题,氮氨甲酰谷氨酸（NCG）,利用NCG调控内源性精氨酸合成的优势,由于NCG是CPS-I与P5CS的稳定激活剂，低剂量的NCG就能高效地增加猪内源精氨酸的供给,口服NCG不影响猪肠道对色基酸、赖氨酸及组氨酸的吸收,NCG在体内代谢稳定，其在体内的半衰期相对较长，大于810 h

9、,NCG可在室温下合成，合成成本较低，易于推广应用,首次揭示了氮氨甲酰谷氨酸通过PI3K/Akt/mTOR通路，促进大鼠早期胚胎着床，增加窝产仔数,Zeng XF, et al. PloS one. 2012,母猪妊娠早期日粮添加NCG对其生产性能的影响,80 头母猪 （长白大白）,20头/组,妊娠早期日粮添加0.05% NCG对母猪生产性能的影响,Zhu J, et al. Journal of Nutrition. 2015,妊娠早期日粮添加0.05% NCG对母猪生产性能的影响,注：1.CON，妊娠0-28天饲喂对照日粮；NCG1，妊娠0-8天饲喂NCG日粮；NCG2，妊娠8-28天饲喂

10、NCG日粮；NCG3，妊娠0-28天饲喂NCG日粮。 2.对照组、NCG1、NCG2、NCG3组最终生产母猪头数分别为18、18、16和17。,Zhu J, et al. Journal of Nutrition. 2015,妊娠早期日粮添加0.05% NCG对母猪血清氨基酸的影响,日粮添加NCG增加了母猪血清谷氨酸、鸟氨酸、精氨酸和脯氨酸的含量,注：CON，妊娠0-28天饲喂对照日粮；NCG1，妊娠0-8天饲喂NCG日粮；NCG2，妊娠8-28天饲喂NCG日粮；NCG3，妊娠0-28天饲喂NCG日粮。n=6，数据表示为平均值标准误。,Zhu J, et al. Journal of Nutr

11、ition. 2015,妊娠早期日粮添加0.05% NCG对母猪血清NO和激素的影响,一氧化氮,雌激素,孕酮,日粮添加NCG增加了母猪血清一氧化氮的含量，但对血清雌激素和孕酮含量没有影响,注：CON，妊娠0-28天饲喂对照日粮；NCG1，妊娠0-8天饲喂NCG日粮；NCG2，妊娠8-28天饲喂NCG日粮；NCG3，妊娠0-28天饲喂NCG日粮。n=6，数据表示为平均值标准误。,Zhu J, et al. Journal of Nutrition. 2015,妊娠早期日粮添加NCG对初产母猪胚胎存活的影响,妊娠14天,剖腹取子宫,冲洗子宫,记录黄体数,分离子宫内膜,妊娠28天,剖腹取子宫,收集羊

12、水,取胎盘子宫内膜,收集胚胎,Zhu J, et al. Journal of Nutrition. 2015,妊娠早期日粮添加NCG对初产母猪胚胎存活的影响,Zhu J, et al. Journal of Nutrition. 2015,妊娠第14天子宫内膜差异蛋白,肉碱棕榈酰转移酶,Zhu J, et al. Journal of Nutrition. 2015,妊娠第14天子宫内膜差异蛋白,Zhu J, et al. Journal of Nutrition. 2015,妊娠第28天子宫内膜差异蛋白,Zhu J, et al. Journal of Nutrition. 2015,妊娠

13、第28天子宫内膜差异蛋白,膜联蛋白家族,过氧化物还原酶,Zhu J, et al. Journal of Nutrition. 2015,32 头 （怀孕80天的长大母猪）,8头/组,妊娠后期日粮添加NCG对母猪生产性能的影响,刘星达 等，畜牧兽医学报, 2011,妊娠后期日粮添加NCG可以提高母猪的生产性能,刘星达 等，畜牧兽医学报, 2011,妊娠后期日粮添加NCG可以调控NO、生长激素和催乳素,刘星达 等，畜牧兽医学报, 2011,杨平 等.动物营养学报, 2011,试验设计：选用3-5胎感染PRRSV 的母猪( 长白 大约克) 60 头，随机分为3 组，每组20 头，单栏饲养。 试验猪

14、妊娠第30-90 天分别饲喂含1.7% L-丙氨酸（ 对照组) 、1.0% L-精氨酸和0.1% NCG 的等氮饲粮，妊娠第91 天至分娩饲喂对照组饲粮,日粮添加NCG可提高妊娠母的免疫力,在妊娠母猪日粮前期添加NCG可以促进早期胚胎着床，提高早期胚胎成活率，增加窝产活仔数 妊娠后期日粮添加NCG，可增加活仔窝重，上调母猪体内NO、生长激素和催乳素的水平 妊娠母猪日粮中添加NCG可以提高感染PRRSV妊娠母猪的免疫力,NCG小结,目前关于母猪功能性氨基酸的研究以精氨酸和NCG研究的最为透彻，且在生产中也得到了广泛的推广和应用,近5年来，谷氨酰胺、支链氨基酸、蛋氨酸、脯氨酸和瓜氨酸等功能性氨基酸

15、，在母猪的应用研究上也开始受到人们的重视,谷氨酰胺,45 头母猪 （Topigs, Dalland Genetics, Campinas, SP, Brazil）,15头/组,日粮添加谷氨酰胺对母猪生产性能的影响,Aminogut：商业产品-谷氨酰胺和谷氨酸的混合物（巴西）,Helena M et al., Journal of Animal Science and Biotechnology, 2012,日粮中谷氨酰胺可以提高母猪体谷氨酰胺和谷氨酸的储备,Helena M et al., Journal of Animal Science and Biotechnology, 2012,日粮

16、中添加谷氨酰胺可以增加血液中谷氨酰胺的含量,Helena M et al., Journal of Animal Science and Biotechnology, 2012,日粮中添加谷氨酰胺可以增加乳中谷氨酰胺的含量,Helena M et al., Journal of Animal Science and Biotechnology, 2012,谷氨酰胺是肠道重要的供能物质，乳中谷氨酰胺的水平对新生仔猪肠道的粘膜屏障发育和健康及其重要,Hao W et al. Journal of Nutrition,2015,泌乳期母猪日粮添加谷氨酰胺，可以增加母乳中谷氨酰胺和谷氨酸的含量，提高母

17、体谷氨酰胺和谷氨酸的储备 谷氨酰胺是仔猪肠道发育中重要的功能性氨基酸，也是肠道的重要供能物质，乳中谷氨酰胺的水平对仔猪肠道发育和健康至关重要,谷氨酰胺小结,支链氨基酸,30 头母猪 （LandracexLarge White）,10头/组,泌乳期日粮添加支链氨基酸BCAA对母猪生产性能的影响,Reza Rezaei et al. FASEB J. 2013,（注：处理组间的氮差异用L-丙氨酸进行校正）,支链氨基酸可以提高母猪乳中谷氨酸和谷氨酰胺总量的比例,Reza Rezaei et al. FASEB J. 2013,支链氨基酸可以提高仔猪对母乳的采食量和仔猪日增重,Reza Rezaei

18、et al. FASEB J. 2013,提高仔猪母乳采食量（%）,支链氨基酸可以提高仔猪存活率,Reza Rezaei et al. FASEB J. 2013,支链氨基酸调控乳腺细胞的功能,提高支链氨基酸混合物（BCAA Mix）处理猪乳腺上皮细胞（PMEC）可以：,0.25 mM,PMEC,0.1 mM,0.5 mM,1 mM,2 mM,激活了mTOR信号通路 促进蛋白的合成和细胞的增殖 减少了泛素化蛋白 降低了乳腺细胞蛋白降解率,Reza Rezaei et al. Doctoral dissertation,Texas A & M University 2015,在人和动物中，支链氨

19、基酸不仅是奶中蛋白的的主要组成成分，也是乳腺中谷氨酰胺、谷氨酸、丙氨酸和天冬氨酸的合成前提物质。 乳腺上皮细胞中部分BCAA可以通过支链酮酸脱氢酶参与细胞供能。产生的能量可用于：营养物质的转运、蛋白质的周转、以及脂肪和乳糖的合成。 日粮中添加BCAA可以增加乳的合成、提高新生仔猪存活率，促进仔猪的生长发育。,支链氨基酸调控泌乳和乳腺代谢,Reza Rezaei et al. Doctoral dissertation,Texas A & M University 2015,母猪泌乳期日粮中添加支链氨基酸可以提高母乳中谷氨酸和谷氨酰胺的含量 支链氨基酸可以提高哺乳仔猪母乳采食量、日增重和存活率

20、支链氨基酸可通过mTOR信号调控乳腺细胞的功能，增加母乳的合成,支链氨基酸小结,蛋氨酸,18 头母猪 （Topigs, Dalland Genetics, Campinas, SP, Brazil）,6头/组,泌乳日粮添加蛋氨酸对母猪生产性能的影响,1.34 kg DLM (99 %)和1.51 kg HMTBA (88 %) 添加到 1000 kg的日粮中，用玉米为等比例为替代物。,Zhang XL et al. British Journal of Nutrition, 2015,产后0天、7天和14天的仔猪体重,日粮中添加蛋氨酸羟基类似物可以提高仔猪断奶重,Zhang XL et al. British Journal of Nutrition, 2015,母猪日粮中添加蛋氨酸羟基类似物可调控乳中脂肪、蛋白、非指固形物和乳糖的含量,Zhang XL et al. British Journal of Nutrition, 2015,母猪日粮中添加蛋氨酸羟基类似物可以提高仔猪肠道脂肪酸结合蛋白2（FABP2）的表达，促进仔猪肠道对营养物质的吸收,Zhang XL et al. British Journal of Nutrition, 2015,母猪日粮中蛋氨酸的来源和水平调控氨基酸